JP3202575U

JP3202575U - 超音波リニアモータを用いた玩具

Info

Publication number: JP3202575U
Application number: JP2015006040U
Authority: JP
Inventors: 省吾大石
Original assignee: 省吾大石
Priority date: 2015-11-27
Filing date: 2015-11-27
Publication date: 2016-02-12
Anticipated expiration: 2025-11-27

Abstract

【課題】簡単な構成で方向転換を容易に行うことができる超音波リニアモータを用いた玩具を提供することを目的とする。【解決手段】船体６と、船体６の底部に設置され、船体６を走行駆動する２個の超音波リニアモータユニット２と、超音波リニアモータユニット２に電力を供給する電池４と、を有し、２個の超音波リニアモータユニット２が、船体６の走行方向の中心軸に対して左右対称に設置されていることを特徴とする超音波リニアモータを用いた玩具。【選択図】図１

Description

本考案は、２つの超音波リニアモータを用いた方向転換が容易な玩具に関する。

現在、超音波振動子や超音波リニアモータを用いた玩具が、種々提案されている。例えば、特許文献１には本出願人が提案したリアクションホイールによって進行方向を制御する玩具に関する技術が開示されている。特許文献１の玩具につき、図６を参照しつつ以下に説明する。図６（ａ）は特許文献１の船舶玩具５０を示す平面図、図６（ｂ）は断面正面図である。

船舶玩具５０の船底部の中央には、駆動子２０ａを有する超音波リニアモータユニット２が固定ネジ５９によって固定されている。超音波リニアモータユニット２は、船舶玩具５０を走行駆動させる。超音波リニアモータユニット２の上方には、リアクションホイール６０が取り付けられたモータ６３が固定座６６ａを介して船体６６に設置されている。リアクションホイール６０の回転軸は鉛直方向を向いている。船体６６の後方には、電池４が電池ケース５に収納されている。電池４は、超音波リニアモータユニット２とモータ６３を駆動するための電力を供給する。船舶玩具５０は、リアクションホイール６０を回転させることでその進行方向を制御することができる。

特許第５８００２５６号公報

しかし、上記した玩具では方向転換のためリアクションホイール６０を用いるため、その構造が複雑であり多くのコストを要していた。

本考案は上記課題を解決するためになされたものであり、簡単な構成で方向転換を容易に行うことができる超音波リニアモータを用いた玩具を提供することを目的とする。

本考案は上記課題を解決するためになされたものであり、以下の構成を有する。

（１）筐体と、
前記筐体の底部に設置され、前記筐体を走行駆動する２個の超音波リニアモータと、
前記超音波リニアモータに電力を供給する電力共有手段と、を有し、
前記２個の超音波リニアモータが、前記筐体の走行方向の中心軸に対して左右対称に設置されていることを特徴とする超音波リニアモータを用いた玩具。

（２）前記筐体が、船体模型又は水鳥模型の筐体のいずれかであることを特徴とする前記（１）記載の超音波リニアモータを用いた玩具。

（３）外部からの信号を受信するための受信手段を有し、
前記受信手段が受信した信号に基づいて、前記超音波リニアモータの駆動が制御されることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の超音波リニアモータを用いた玩具。

本考案によれば、簡単な構成で方向転換を容易に行うことができる超音波リニアモータを用いた玩具を提供することができる。

本考案の超音波リニアモータを用いた玩具の構成を示す図本考案の超音波リニアモータを用いた玩具に用いる超音波リニアモータの動作原理と超音波リニアモータユニットを示す図本考案の超音波リニアモータを用いた玩具を制御するためのリモートコントローラを示す図本考案の超音波リニアモータを用いた玩具の動作を説明するための図本考案の超音波リニアモータを用いた玩具の他の例を示す図従来のリアクションホイール方向転換玩具を示す図

以下、本考案を実施するための形態を、図面を参照しつつ以下に説明する。

本実施例の超音波リニアモータを用いた船舶玩具１０を図１に示す。図１（ａ）は船舶玩具１０を上方から見た平面図であり、図１（ｂ）は断面図、図１（ｃ）は底面図である。図１（ａ）に示したように、筐体である船体６の略中央に超音波リニアモータユニット２が２個並列に、かつ筐体６の進行方向の中心軸に対して対称に設置されている。２個の超音波リニアモータユニット２を有することで、進行方向の制御が可能となる。超音波リニアモータユニット２は、底部に駆動素子２０ａを有している。船舶玩具１０の進行方向の制御については、後に述べる。

電池ケース５に収納された電池４（電力供給手段）は、超音波リニアモータユニット２と制御基板７に電力を供給する。制御基板７は超音波リニアモータユニット２の動作を制御するものであり、後述するリモートコントローラ３０（図３参照）からの信号を受信するための赤外線受光素子７ａを有している。赤外線受光素子７ａは電波受信素子であってもよい。電源スイッチ８は、船舶玩具１０全体の電源をオン／オフするためのスイッチである。

［超音波リニアモータユニット］
上記した超音波リニアモータユニット２について以下に説明する。まず、超音波リニアモータの動作原理について図２（ａ）〜（ｇ）を用いて説明する。

超音波リニアモータは、弾性体の振動子に分極処理された圧電セラミックを接合し、その圧電セラミックを超音波振動による固有振動で共振させ、その振動方向を直接推力に変換させるものである。この圧電セラミック２２は、電圧を付加すると図２（ａ）〜（ｃ）のように伸び縮みするという性質がある。図２（ａ）は圧電セラミック２２に電圧が付加されていない状態を示しており、図２（ｂ）は圧電セラミック２２の内部電荷と同一の電荷を付加した場合を示している。図２（ｂ）の状態では、圧電セラミック２２の内部電荷と外部電荷が斥け合うため、圧電セラミック２２は縮んだ状態となる。図２（ｃ）は圧電セラミック２２の内部電荷と反対の電荷を付加した場合を示しており、内部電荷と外部電荷が引き合って圧電セラミック２２は伸びた状態となる。

図２（ｄ）、（ｅ）に示したように、圧電セラミック２２を金属製弾性体２０に貼り合わせて電圧を付加すると、金属製弾性体２０は微小な曲げ運動を行う。そして、金属製弾性体２２の所定の位置に駆動子２０ａを形成する（図２（ｆ））と、駆動子２０ａは図２（ｇ）のように運動する。図２（ｇ）のＡの場合、駆動子２０ａは中線から上部、Ｃの場合、駆動子２０ａは中線から下部になる。駆動子２０ａの運動の力の大きさを縦のベクトル成分と横のベクトル成分に分けてみると、横方向のベクトル成分が物体を移動させる力となる。つまり、ＡとＢとの間の距離が移動量となる。

次に、本実施例の船舶玩具１０で用いる超音波リニアモータユニット２を図２（ｈ）に示す。超音波リニアモータユニット２は、上記した圧電セラミック２２と金属製弾性体２０、及び直流を交流に変換する駆動回路が収納ケース２ｃに収納されており、収納ケース２ｃは取付穴２ｄを２個有している。また、金属製弾性体２０は駆動子２０ａを２個有しており、駆動子２０ａの先端が船舶玩具１０が走行する走行面に接触する。

［リモートコントローラ］
本実施例の船舶玩具１０を制御するためのリモートコントローラについて説明する。リモートコントローラ３０を操作している状態を図３に示す。リモートコントローラ３０は、赤外線信号や無線信号等の制御信号を送信する。図３のリモートコントローラ３０は、無線信号を送信するコントローラを示している。リモートコントローラ３０のジョイスティック左３１は船舶玩具１０の前後方向の動きを制御するためのスイッチであり、ジョイスティック右３２は船舶玩具１０の左右方向の動きを制御するためのスイッチである。ジョイスティック左３１を前方に倒すと船舶玩具１０は前進し、後方に倒すと船舶玩具１０は停止する。また、船舶玩具１０が前進状態で、ジョイスティック右３２を右側に倒すと船舶玩具１０は右方向に曲がり、ジョイスティック右３２を左側に倒すと船舶玩具１０は左方向に曲がる。なお、コントローラ３０は電源スイッチ３４により電源がオン／オフされる。また、アンテナ３３からは船舶玩具１０に向けて電波が放射される。

［船舶玩具の運動制御］
船舶玩具１０の運動制御につき図４を参照しつつ説明する。図４（ａ）は、船舶玩具１０が右旋回している状態を示している。この場合、図４（ａ）の上側の超音波リニアモータユニット２の出力は通常の出力であり、下側の超音波リニアモータユニット２の出力が低下している。その結果、船舶玩具１０には右旋回のモーメントが作用し、船舶玩具１０は右旋回する。図中の矢印の長さは、超音波リニアモータユニット２の出力の大きさを示している。

一方、図４（ｂ）は船舶玩具１０が左旋回している状態を示している。この場合、図４（ｂ）の下側の超音波リニアモータユニット２の出力は通常の出力であり、上側の超音波リニアモータユニット２の出力が低下している。その結果、船舶玩具１０には左旋回のモーメントが作用し、船舶玩具１０は左旋回する。なお、船舶玩具１０の前進状態では、２個の超音波リニアモータユニット２は共に通常の出力であり、船舶玩具１０の停止状態では、２個の超音波リニアモータユニット２は共に出力停止状態となる。

図５は、２個の超音波リニアモータユニット２を水鳥の筐体４１の内部に設置し水鳥玩具４０を構成した状態を示す。船舶玩具１０と同様に、水鳥玩具４０は２個の超音波リニアモータユニット２を有することで、方向制御を容易に行うことができる。

本考案の超音波リニアモータを用いた玩具は、簡単な構成で方向転換を容易に行うことができる。

２超音波リニアモータユニット
４電池
６船体
７制御基板
８電源スイッチ
１０船舶玩具
３０リモートコントローラ
４０水鳥玩具

Claims

筐体と、
前記筐体の底部に設置され、前記筐体を走行駆動する２個の超音波リニアモータと、
前記超音波リニアモータに電力を供給する電力供給手段と、を有し、
前記２個の超音波リニアモータが、前記筐体の走行方向の中心軸に対して左右対称に設置されていることを特徴とする超音波リニアモータを用いた玩具。
前記筐体が、船体模型又は水鳥模型の筐体のいずれかであることを特徴とする請求項１記載の超音波リニアモータを用いた玩具。
外部からの信号を受信するための受信手段を有し、
前記受信手段が受信した信号に基づいて、前記超音波リニアモータの駆動が制御されることを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波リニアモータを用いた玩具。